ABB hat die Model-Gruppe, einen Verpackungshersteller mit Hauptsitz in der Schweiz, bei der Modernisierung einer zentralen Papiermaschine mit neuen Motoren und Frequenzumrichtern unterstützt. Als Ergebnis sind die Produktivität und Zuverlässigkeit gestiegen, der Energieverbrauch ist um bis zu 900.000 kWh jährlich gesunken. Das entspricht dem Verbrauch von 200 Schweizer Vier-Personen-Haushalten. Die erwartete Amortisationszeit liegt bei weniger als fünf Jahren.
Model entwickelt, produziert und liefert Verpackungslösungen aus Voll- und Wellkarton. Das Sortiment reicht von einfachen Transportverpackungen bis hin zu veredelten Pralinen- und Parfümboxen. Am Sitz in Weinfelden betreibt das Unternehmen zwei große, fast 80 m lange Papiermaschinen. Angetrieben von dutzenden Elektromotoren laufen sie sieben Tage die Woche rund um die Uhr und produzieren Papier für die Fertigung von etwa 1.500 Millionen Quadratmetern Wellpappe pro Jahr.
Motoren aus 1991
Als sich eine der beiden Papiermaschinen ihrem Lebensende näherte, suchte die Model-Gruppe nach Retrofit-Optionen. „Recycling und energieeffiziente Produktion haben für uns höchste Priorität, sowohl aus ökologischer als auch ökonomischer Sicht“, erklärt Philipp Lenhard, Technischer Leiter der Fabrik. „Diese Priorität galt auch bei der Erneuerung der Antriebssysteme von der Papiermaschine 2.“
Bei den Frequenzumrichtern handelte es sich laut Lenhard um ältere Modelle, für die es keine Ersatzteile mehr gab. „Die Motoren stammten aus dem Jahr 1991 und mussten komplett überholt werden“, erzählt der Technische Leiter. „ABB-Experten haben uns ein Retrofit mit neuen Motoren und Frequenzumrichtern vorgeschlagen, das uns wirklich beeindruckt hat. So konnten wir die Kosten einer Überholung vorhandener Motoren vermeiden und gleichzeitig staatliche Fördermittel für Energieeffizienzmaßnahmen in Anspruch nehmen.“
Staatlicher Zuschuss
Das Modernisierungsprojekt wurde für den jeweils sechstägigen Maschinenstillstand im Sommer 2019 und 2020 terminiert. 2019 wurden zunächst die Frequenzumrichter durch die neuesten ABB-Multidrives vom Typ ACS880 ersetzt. 2020 folgte dann der Austausch von insgesamt 36 Elektromotoren durch ABB-Modelle der Effizienzklasse IE4, dem höchsten Wirkungsgrad von AC-Asynchronmotoren.
Dazu Lenhard: „Dank der IE4-Motoren von ABB konnten wir bei dem Projekt auf Schweizer Fördermittel zugreifen, die uns für IE3-Motoren nicht zur Verfügung gestanden hätten. Der Zuschuss hat rund 32 Prozent der Gesamtinvestitionskosten gedeckt. So hat sich die höhere Effizienzklasse der Motoren vom ersten Tag an bezahlt gemacht.“
Lieferung und Inbetriebnahme verliefen wie geplant. So konnte die Papiermaschine 2 im August 2020 wieder anlaufen – leiser und sparsamer als zuvor. Den Berechnungen der Model-Gruppe nach sparen die neuen Motoren und Umrichter bis zu 900.000 kWh jährlich ein. Doch das Projekt brachte noch weitere Vorteile.
Geschwindigkeiten von bis zu 1 km/min
Die 2,5 m breite Papierbahn lief vorher mit rund 800 m/min; jetzt kommt sie auf 900 m/min. Werden weitere Umbauten vorgenommen, soll sie durch die neuen Antriebslösungen sogar eine Geschwindigkeit von 1 km/min erreichen können.
Des Weiteren sank die Motordrehzahl von 1.500 auf 1.000 Umdrehungen pro Minute, was es ermöglichte, auf Getriebe zu verzichten oder diese zu optimieren. Dadurch ließ sich die Reibung deutlich verringern.
„Dieses erfolgreiche Projekt der Model-Gruppe zeigt eindrucksvoll, dass mehr Energieeffizienz kein Kostentreiber sein muss“, sagt Stefan Flöck, Leiter der Division IEC Low Voltage Motors bei ABB Motion. „Vielmehr trägt eine Modernisierung mit energieeffizienten Motoren und Frequenzumrichtern unmittelbar zur Ertragssteigerung und Minderung der CO2-Emissionen bei.“
